节的历史
“节”knot,航海速度单位也就是海里每小时,是西方近代航海留下的记速单位。虽然近代航海发展很迅速,但航海科技并不发达,没有精准的测量工具就无法准确的测出船速,航海者也就无法定位和计算航程。
最开始是用木片测量,称为流木法,就是在船向前行进的途中从船头扔下木片,等船尾前行到木片的位置时,就用船的长度和木片从船头到船尾的时间来计算船速,但计算过程过于冗长,长此以往也就催生出了更为简便的方法。方法之初,西方的水手们把带有浮体的绳子从船尾扔进水里,同时用沙漏计时,沙漏计时结束后测量绳子放出的长度,再根据沙漏时间来计算船速。
但有时放出的绳子太长难以测量,于是再次升级:事先给绳子打下相等距离的结,再把绳子穿进扇形的圆木片里。
提起这个圆木片,英文是chiplog,这个木片用做测速以后也会拿去制作航行日志logbook;近几年流行的vlog视频也源于此。log既是木片又是日志,一词多义的源头就是这个圆木片。
圆木片的扇形会使得它沉在水里受到较大的阻力,可以悬浮在水中,这时海中直立的木片就是一个相对静止的状态。测量时,船向前走,水手站在船尾,打好结的绳子顺着拉力自然的向后放出,同时用沙漏计时,计时结束后,有几个结被放出去,船速就是几节。
但受到地球曲率的影响,用陆地的测量单位来计算实在麻烦,在海上应该要用与地球尺寸直接相关的单位来计量长度。按照当时已有的数据,地球赤道周长为4万千米左右,赤道纬度一圆周是度,1海里的值就取纬度1分的弧长。
随着海里作为海上标准测量单位的引入,水手们为了更方便换算,就直接让1节等于每小时1海里。
可地球是不完美的椭圆,纬线赤道长两极短,纬度一分的弧长在不同的国家不一样,于是1海里的数值也就不同。比如在赤道上时,1海里的长度最短,为.94米;在两极1海里最长,为.56米。
为了达到各国的共识,年的第一届国际水文会议将1海里统一为米,也就形成了我们现在使用的、世界公认的海里和节,这也是目前我国和世界上大多数国家采用的年国际水文地理学会议通过的海里的标准长度。
节的现在
“节”作为海上船速单位,以深之蓝的“海豚”水下机器人为例,它的速度是3.5节,大约相当于1.75米每秒。
而大型船舰中的航空母舰,最高航速可达30节。
由于航空和航海有很多相似之处,所以后来的航空领域也沿用了航海的导航法,节也成为了航空领域的速度单位,比如普通客机在平流层的航速大约是节;同时“节”还是移动流体的速度单位,用于测量风速、河水和海水的流速
虽然抛绳记节的测速方式已经成为历史,但“节”作为海船速度单位仍然被沿用至今,且运用的更加广泛。